Теоретические исследования движения жидкости в емкости гидропневматического высевающего аппарата
Аннотация
В известных гидравлических высевающих аппаратах процесс формирования псевдоожиженого слоя обеспечивается механическим способом, происходит перемешивание достаточно значительных объемов жидкости с семенами, что приводит к повышению энергозатрат на привод смесительного устройства. Контакт семян с рабочими элементами мешалок вызывает травмирование пророщенных семян. Устройство координатного гидропневматического аппарата дает возможность устранить указанные недостатки применением гидравлического способа формирования псевдоожиженого слоя заданной концентрации семян. В результате проведенных исследований построена математическая модель движения жидкости в емкости гидропневматического высевающего аппарата с использованием программного пакета STAR-CCM+, который реализовано методом конечных элементов. При этом использовались адаптивные регулярные расчетные сетки с переменным размером ячейки. В качестве модели выбран генератор призматического слоя сетки, генератор многогранных ячеек и генератор поверхностной сетки. На первом этапе численного эксперимента было определено векторное поле скоростей жидкости при различном расположении выходного отверстия емкости гидропневматического высевающего аппарата. Второй этап численного моделирования было проведено по полно факторному опыту с общим количеством опытов – 32 = 9. В результате моделирования было получено распределение скоростей жидкости в заборной камере в зависимости от угла между поверхностями заборной камеры и скорости на её входе. Анализ полученных исследований доказывает, что с постепенным расширением заборной камеры ближе к границе возникает отрицательное значение проекции скорости на вертикальную ось – это свидетельствует о наличии турбулентного течения связанной с сопротивлением жидкости, которое создают стенки заборной камеры. При условии незначительного отклонения плотности семян и рабочей жидкости можно предположить, что семян в псевдоожиженном слое будет двигаться по линиям тока жидкости – подниматься из центра и опускаться по стенкам камеры. Проведены исследования на лабораторной установке гидропневматического высевающего аппарата, доказывают адекватность полученной математической модели движения жидкости.
